为了研究辅助侧吹氩气对光纤激光修锐青铜结合剂金刚石砂轮等离子体的影响, 利用高速摄像机拍摄不同侧吹工艺参数下等离子体空间膨胀形态, 结果表明: 氩气降低了等离子体的膨胀高度, 随着压力增加, 等离子体的膨胀距离减小, 等离子抑制作用增强。 利用光谱仪研究了等离子体发射光谱在砂轮径向上的最大值随氩气压力的变化情况, 并根据Boltzmann斜线法和Stark展宽法, 计算不同氩气压力下等离子体在砂轮径向上电子温度和电子数密度的最大值, 结果表明: 气体压力增大, 等离子体光谱线强度先增大后减小, 等离子体光谱线强度在0.2 MPa时达到峰值, 较大的氩气压力明显降低等离子体电子温度和电子数密度, 从而减小对砂轮表面形貌的影响。 利用超景深三维扫描仪观测添加侧吹气体前后砂轮表面形貌, 结果表明: 0.5 MPa侧吹氩气后, 砂轮表面形貌质量明显优于未添加侧吹气体时。

对不同激光参数条件下脉冲光纤激光修锐青铜金刚石砂轮过程中产生的490~600 nm波段范围内的等离子体空间分辨发射光谱进行了研究。在局部热力学平衡条件下，根据测得的等离子体谱线信号的相对强度，利用Boltzmann图法和Stark展宽法分别计算得到等离子体电子温度和电子数密度值，并对激光单脉冲能量、距砂轮表面的探测距离等因素对等离子体电子温度和电子数密度的影响进行了研究。实验结果表明，激光修锐产生的等离子体电子温度和电子数密度随探测距离的增加近似呈Lorentz分布，随激光单脉冲能量的变化近似呈指数规律增长。在此基础之上，进一步计算了等离子体逆韧致吸收系数，并总结其随探测距离和激光单脉冲能量的变化规律。

以青铜金刚石砂轮为试验对象，采用短脉冲光纤激光器，对金刚石砂轮的修锐进行了系统研究。理论分析了脉冲激光修锐青铜金刚石砂轮的机理, 试验研究了多脉冲激光烧蚀青铜轮的情况，借助超景深三维显微系统对烧蚀凹坑的微观形貌进行检测，总结了激光参数对烧蚀效果的影响规律。根据烧蚀试验结果选择最佳工艺参数，开展了激光修锐青铜金刚石砂轮的试验，并采用光学显微镜和磨削对比试验分别对修锐后的砂轮形貌进行了观测和评估。

基于电磁模型，数值计算了瑞利粒子在贝塞尔光束中所受横向光阱力，给出了粒子所受横向力与粒子的半径、折射率和波长的关系。结果表明，与高斯光束形成的光阱相比，贝塞尔光束既能捕获高折射率粒子也能捕获低折射率粒子，并且有多个平衡位置，因此应用更为广泛。

为寻找捕获瑞利粒子的最佳光场,利用电磁模型推导了贝塞尔光束捕获粒子的最小半径的表达式,并数值计算了瑞利粒子在贝塞尔光束和高斯光束中所受的横向力和势阱的深度。结果表明:当激光功率为4 W时,贝塞尔光束仅能在光轴处稳定地捕获瑞利粒子;当激光功率达到6 W时,贝塞尔光束能够在光轴和次极大位置捕获瑞利粒子。在相同的激光参数条件下,高斯光束无法克服布朗运动的影响稳定地捕获瑞利粒子,贝塞尔光束更有利于捕获瑞利粒子。